商用厨房排风系统设计(参考)

商用厨房排风系统设计

内容提要：

本文结合商用厨房排风系统的实际环境，运用通用计算公式和《全国通用通风管道计算表》，给出了单头炒灶的热流量、平均速度、热射流直径等理论和具体应用数据。给商用厨房排风系统的设计人员，提供了一种快速设计的参考。

关键词：热射流、水力计算、当量直径、阻摩比；

一、概述

1、商用厨房的排风系统，属于热射流局部排风系统，由局部排风罩（烟罩）、风

管、净化设备、风机等组成；

2、热射流流量的计算

1)用萨顿通用计算式（原理见右图）

●热射流流量：

Lz =7.26 * 10 -3 * Z 1.47 *Q 1/3(m 3 /s) ；---- ①

式中：Q---热源发热量，(kJ/S)；

Z---假想点热源至计算面的距离，Z = H + 2B (m)；

●热射流直径：

Dz = 0.43 * Z 0.88(m)；------------------------②

●热射流平均流速：

Vz = 0.05 * Z - 0.29 * Q 1/3(m/s)；--------------③

2)单头炒灶发热量的热射流参数计算

已知，单头炒灶发热量的国标规定为：

Q = 40kw/h = 3.6*10 3*40 kJ/h = 144*103 kJ/h = 400kJ/s ；

则：Q 1/3 = 7.368 (kJ/S)；

又知：烟罩距炮台挂高：H = 0.8m；炮台直径：B = 0.6 (m)；

则：Z = H+2B =2 (m) ；Z - 0.29 = 0.82 ；Z 1.47 = 2.77 ；Z 0.88 = 1.84 ；

●代入①式得热射流流量：Lz = 1.48 m3 / s = 5328 m 3 / h 。

●代入②式得热射流直径：Dz = 0.791 m ≈0.8 m。

●代入③式得热射流流速：Vz = 0.3 m/s。

3)热射流流量、平均流速及空气密度的合理假定

●热射流流量的合理假定

单头炒灶的发热量在实际使用中，假定被损耗掉75% ，则排放的余热为25% ；

则：实际排放余热的流量：

Lz = 0.25 * 1.48 = 0.37 m 3 / s = 1332 m 3/ h 。

取排风量L = 1500 m 3 / h应能满足要求。

●烟罩悬挂高度及尺寸

己知，热射流直径：Dz = 0.8 m。

热射流面积：Ap=π/4 * Dz 2 = 0.502m2；

则：1.5√Ap =1.063 m；

实际悬挂高度：H=0.8m，可见，H＜1.5√Ap ，为低悬罩，可以不考虑横向气流的影响。

又知，低悬矩形烟罩口尺寸应为：

A = a+0.8H = 0.8+0.8*0.8 = 1.24（m）；

B = b+0.8H = 0.8+0.8*0.8 = 1.24（m）；

实际烟罩宽为 1.25--1.3m，满足计算要求，但炮台位置偏外，加之厨师操作时又偏外，故烟罩宽度还显不足；

●热射流平均流速的合理假定

已知，假定单头炒灶的热射流流量为：L = 1500 m 3 / h，两个灶头开一个500*600mm 吸气孔，则该孔的吸气量应≥3000m3/h（0.83m3/s），则吸气孔的平均流速应为：Vz =

2.777 m/s ；取V≥3 m/s 应能满足要求。

●空气密度的合理假定

已知，标准空气密度：ρ0 = 1.2 kg / m 3 ；实际应用中，考虑到蒸汽、油烟等因素，取排放的气流密度：ρ= 1.5 kg /m3应能满足要求。

4)结论

由以上计算可见，双头炒灶的余热：

●在排烟罩入口处的流量：L = 0.83m3/s = 2988 m 3 / h≈3000m3/h。

●在排烟罩横排入口的处气流平均流速：V = 3 m/s 。

●排烟罩横排入口面积，F ≥L / V = 0.83/3 = 0.277 m2。两个热当量灶头（L≥

2m）在横排上开一个抽风口，开口宽为W = 0.5m；长为L = 0.6m；F = 0.3m2

即可满足要求；

●在排烟罩入口的处气流密度：ρ= 1.5 kg /m3。

●排烟罩横排入口处的动压Pd = ρ*V2/2 = 1.5*32/2 ≥6.75Pa，隔油网加伞型

罩的压损Pz = 30Pa，故烟罩入口处的动压应Pd≥40Pa。（注：调试时用测气

流速度的方法，计算动压值，即：取掉隔油网在横排入口处测时，V=√2Pd/1.2

= 8m/s，在隔油网外测时，V = √2Pd/1.2=4m/S）

二、排风管道的水力计算（用假定流量法）步骤

1、绘制排风系统轴线图，并对管段进行编号、标出相应长度和流量；

2、选择风管内空气流速，选用低速管，主管选流速：V = 8 ~12m/s；

3、根据流量、流速确定管道截面积；考虑板材和国标管道尺寸，确定管道规格：

1)1000x800mm（0.8m2，L=A V = 6.4~9.6m3/s = 23040~34560m3/h）；

2)800x700mm（0.56m2，L =A V = 4.48~6.7m3/s = 16128 ~24192 m3/h）；

3)700x600mm(0.42m2，L =A V = 3.36~5.04m3/s = 12096~18144m3/h)；

4)500x500mm（0.25m2，L=A V = 2~3 m3/s = 7200 ~ 10800 m3/s）。

横排规格（保障各段流速变化不大于10%）：

1)变径：700/550/350/200x600x1000mm;

2)变径间连接：550x600xLmm（0.33m2）;350x600xLmm（0.21m2）;

4、从最长、条件最差的管路着手，计算摩擦阻力和局部阻力：

1)1000x800矩形管道的流速当量直径dv：

dv = 2ab/a+b=2（1000x800）/1000+800=888.9mm；

Rm(8m/s) = 0.65Pa；Rm(10m/s) = 1.0Pa；Rm(12m/s) = 1.3Pa；

2)800x700矩形管道的流速当量直径dv：

dv = 2ab/a+b = 2(800x700) / 800+700 = 746.6mm：

Rm(8m/s) = 0.85Pa；Rm(10m/s) = 1.1Pa；Rm(12m/s) = 1.8Pa；

3)700x600矩形管道的流速当量直径dv：

dv = 2ab/a+b = 2(700x600)/700+600 = 646mm；

管道的阻摩比Rm：

Rm(8m/s) = 1.0Pa；Rm(10m/s) = 1.9Pa；Rm(12m/s) = 2.5Pa

4)500x500矩形管道的流速当量直径dv：

dv = 2ab/a+b = 2(500x500) / 500+500 =500mm

管道的阻摩比Rm：

Rm(8m/s) =1.2Pa；Rm(10m/s) = 2.1Pa；Rm(12m/s) = 3.5Pa；

5)常用管件的阻力系数ζ和局部阻力Z（以流速V=10m/s，ρV2/2 = 120Pa为

例）：

●900矩形弯头(R=1.5D)

(1)a(1000)xb(8000)：ζ= 0.16；Z =19.2Pa；

(2)a(800)xb(700) ：ζ= 0.17；Z = 20.4Pa；

(3)a700xb600：ζ= 0.18；Z = 21.6 Pa；

(4)a500xb500 ：ζ= 0.17；Z = 20.4Pa；

●合流三通

（1）1=F2，F1+F2=F3，L1=L2，α=300：ζ= 0.14；Z = 16.8 Pa；

（2）流三通(直管)(F1=F2，F1+F2＞F3，α=300)：ζ1=0；Z=0 Pa；

（3）流三通(支管) (条件同上) ：ζ2=0.44；Z=52.8Pa；

●风机出口

采用：渐扩管（F1/F0=1.50, α=100,ζ=0.02）加450弯头（R=D, α=45,ζ= 0.138），当V=10m/s时，Z=2.4+16.56≈19Pa；

注意：以上Z的数据是在V = 10m/s情况下算出，在支管中应用构件的Z值，应根据支管的V值进行计算。

6)定型产品的局部阻力

(1) 电子净化器(α=300，ζ=0.8，设：V=10m/s)：Z=96Pa；

(2) 烟罩(α＝200，ζ= 0.17，设：V =3m/s，Z1 = 1.15Pa；)（隔油网f1 / f0 = 0.6 / 0.7，ζ=5.3/3.7，Z2 = 35.78 / 24.98Pa）：Z = Z1 + Z2 = 36.93 / 26.13Pa；

5、对并联管路必须进行阻力平衡（允许误差≤15%），调整方法：

1)改变支管尺寸，重新计算支管阻力；

2)在阻力小的支管上安装调节器；

6、计算总阻力

计算最长、条件最差的管路总阻力，以便选择风机的风压。

Z总= ∑(R m l + Z) ；(Pa)

7、选择风机

商用厨房排风系统一般选用双向（或单向）进风、离心式、中压风机，根据系统的总阻力、总风量和出入口的空间位置要求，选择风机的叶轮尺寸、转速；电机的功率；出入口角度等参数。

注意：

①在选择风机参数时，对风量、风压应附加安全系数，即：

风机的风量：L = K L*L’

风机的风压：P = K P*P’

式中：L’-----系统设计风量；P’-----系统设计风压；

K L-----风量安全系数，取K L = 1~1.1；

K P-----风压安全系数，取K P = 1.1~1.15。

②风轮转速变化会使流量、风压、电机动率发生如下变化：

风机的风量：L =N1/N0*L’;

风机的风压：P =(N1/N0)2*P’;

电机功率：W = (N1/N0)3*W’

式中：L’ -----风机原流量；P’-----风机原风压；W’-----电机原动率；

N0-----变化前转速；N1-----变化后转速；

③风柜在系统中的放置位置：风柜的风压(Pq)，在数上等于进(Pqi)、出(Pqo)口的全压差，即Pq=Pqo - Pqi。因风柜的入口为负压，出口为正压，且在数值上相等，因此原则上风柜应放置在管道的中间位置为宜；具体放置位置应根据实际情况决定。

三、风道设计、制作、安装注意事项

1、尽量减小管道构件数量，以减小管道阻力；管道构件应尽力做精、做细，曲

率半径R≥1.5D，夹角α≤300；

2、构件与构件之间的距离l/d应大于3倍管径的直管距离，否则由于互相干扰，

会使局部阻力发生大幅度变化；

3、一般一个系统的支管数不宜超过10个，否则就要加大主管尺寸，使其中气流

速度要在3m/s以下，才便于调试各支管的阻力平衡；

4、支管接口（亦称横排开口）应安排在渐扩管处，渐扩管的中心夹角一般为：

α≤100；

5、降低风机出口处的流速，以减少出口的动压损失。一般都应有一段出口管，

有时将出口管做成渐扩管。

6、风管与风机进出口的连接要合理，保证气流均匀分布，避免发生涡流和流速

突然变化，以减小阻力和噪音。

7、管道法兰的连接、打胶时，尽量使内部平滑以减小摩擦阻力，尽力打实防止

日后漏油；

8、管道安装时应保证其坡度≥1.5%；并在最低处设溢油孔和接油盒；

2013-11-20

HP

枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。夕阳西下，断肠人在天涯。